TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
MÔN KỸ THUẬT GIA CÔNG POLYMER

NHÓM 1

ĐỀ TÀI THUYẾT TRÌNH
THERMOFORMING
GVHD : HOÀNG XUÂN TÙNG
Danh sách nhóm :
Tên thành viên
1. Lê Minh Nhựt
2. Trần Minh Hoan
3. Đặng Trung Thành
4. Trương Tiểu My
5. Đỗ Tùng Phương
6. Đỗ Thị Trúc Mai
7. Nguyễn Đông Hồ
8. Huỳnh Ngọc Diễm Phương
9. Lý Tấn Lộc
10.Trần Thị Hương Dương
11.Huỳnh Văn Long
12.Nguyễn Bá Giáp

MSSV
V1102466
V1101195
V1103195
V1102106
V1102645
V1102010

V1101303
V1102650
V1101943
V1100682
V1101894
V1200893

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2014


NHÓM 1 THERMOFORMING

Mục Lục

TỔNG QUAN VỀ THERMOFORMING ......................................................................... 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG .................................................................................. 3
PRESSURE FORMING (PHƯƠNG PHÁP THỔI) ............................................................. 3
1. Giới thiệu: ............................................................................................................. 3
2. Công nghệ:............................................................................................................ 4
3. Một số thiết bị: ...................................................................................................... 9
4. Nguyên liệu:........................................................................................................ 10
5. Ứng dụng sản phẩm: .......................................................................................... 11
II. VACUUM FORMING (PHƯƠNG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG)........................................ 13
1. Giới thiệu: ........................................................................................................... 13
2. Công nghệ:.......................................................................................................... 13
3. Một số thiết bị: .................................................................................................... 20
4. Nguyên liệu:........................................................................................................ 21
5. Ứng dụng sản phẩm: .......................................................................................... 23
III. COMPRESSION MOULDING ( PHƯƠNG PHÁP DẬP- ĐÚC ) ......................................... 24
1. Giới thiệu: ........................................................................................................... 24

2. Công nghệ:.......................................................................................................... 25
3. Một số thiết bị: .................................................................................................... 27
4. Nguyên liệu:........................................................................................................ 28
5. Ứng dụng sản phẩm: .......................................................................................... 30
IV.SO SÁNH GIỮA VACUUM VÀ PRESSURE ...................................................................... 30
I.

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 33

Trang 2 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

TỔNG QUAN VỀ THERMOFORMING
Đây là phương pháp gia công có thể nói là cổ điển. Quá trình gia công được thực hiện với
nguyên liệu nhựa nhiệt dẻo ở dạng tấm hoặc dạng ống gồm các giai đoạn:
 Cắt hình sơ bộ
 Đốt nóng
 Tạo hình và làm nguội
 Lấy sản phẩm và hoàn tất
Trong phương pháp này vật liệu chỉ được đốt nóng đến trạng thái mềm cao và quá trình
tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt hình dáng cuối cùng.
Phương pháp này có những ưu điểm sau:
 Thiết bị đơn giản, đầu tư thấp
 Phù hợp khi sản xuất với sản lượng ít, sản phẩm với kích thước lớn và hình dáng
đơn giản.
Do những giới hạn trên mà sản phẩm do tạo hình nhiệt chỉ được áp dụng phổ biến khi có
nhiều loại nhựa nhiệt dẻo và phương pháp tạo hình chân không ra đời, cho phép ra đời sản
phẩm có chất lượng cao.

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG
I. Pressure forming (Phương pháp thổi)
1.
-

Giới thiệu:
Quá trình gia công được thực hiện với nguyên liệu nhựa nhiệt dẻo ở dạng màng
Đối với nhựa nhiệt dẻo :
Khi tạo hình không cần biến đổi hóa học
Thời gian tạo hình ngắn
Tái sinh dễ dàng
Phương pháp thổi được áp dụng khi cần có sản phẩm sắc nét vì áp suất thổi có
thể gia tăng để tạo lực nén lớn .

Trang 3 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

2.

Công nghệ:

Có 2 phương pháp thổi :
Thổi tự do
Thổi trong khuôn
- Thổi tự do: tạo được các sản phẩm dạng bán cầu, có tính quang học tốt.
Ví dụ : chụp đèn trang trí
- Thổi trong khuôn: có 2 công nghệ, thổi toàn hình hay thổi bán hình.
Thổi khí kết hợp với tạo hình chân không: Phương pháp dùng cho các sản phẩm có

đường viền phức tạp, độ cong không đều nhau, áp dụng cho vật liệu có tính đàn hồi .
Quy trình công nghệ
Tạo hình bằng khí nén là phương pháp sản xuất với đặc trưng phun khí vào khuôn, độ
rõ nét cao của các chi tiết, đồ dùng gia dụng và các đồ chứa mà tiêu tốn ít chi phí trang
thiết bị. Nó liên quan đến áp lực tích cực để buộc nhựa nóng đi vào khuôn. Điều này được
gọi là tạo hình nhiệt bằng khí nén hoặc thổi.
 Thổi trong khuôn:
Bước 1: Phim được làm nóng bằng không khí, thông qua các lỗ nhỏ của không. Bộ phim
được làm nóng nhanh chóng trong khuôn.

Bước 2: Phim được kẹp giữa con dao và khuôn. Không khí nén được bơm vào khuôn ép
phim xuống tiếp xúc trực tiếp với tấm cắt và mặt khuôn giúp tạo hình sản phẩm.
Trang 4 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

.
Bước 3: Hình dạng bây giờ hình thành và được làm mát bằng không khí. Sau đó di chuyển
các tấm cắt và cắt tỉa các phần rìa dư.

Bước 4: Khi khuôn mở ra, khí nén được bơm vào giữa sản phẩm và hình thành khuôn để
đẩy sản phẩm ra.

Trang 5 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

Bước 5: Sau khi sản phẩm được đẩy ra, bộ phim được đẩy chuyển về phía trước, mang

theo các đơn vị hoàn toàn hình thành với các chi tiết rõ ràng, bộ phim mới đi vào được làm
nóng và bắt đầu một chu kỳ mới.

Áp lực được sử dụng có thể được điều chỉnh một cách linh hoạt từ 20-150 Psi, để
buộc tấm nhựa nóng vào khuôn có kiểm soát nhiệt.
Các lỗ thông hơi xuất hiện trong khuôn với vai trò xả khí bị mắc kẹt.
Hình dạng rõ nét ( những nét nổi bậc) của hình dạng sản phẩm được xác định bằng
độ phức tạp của cá đường nét và tỉ lệ xếp chặc, khít. Kết cấu và chi tiết sản phẩm được xây
dựng một cách chính xác vào trong các dụng cụ.
Chi phí thấp, tính thẩm mỹ cao, kích cở sản phẩm đa dạng. Chất lượng sản phẩm
phụ thuộc vào quá trình kiểm soát nhiệt, sự co rút của vật liệu

Trang 6 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

Các loại khuôn:

Positive Mold : khuôn đực: Có thể tạo ra các chi tiết bên trong của sản phẩm
Negative Mold : khuôn cái: Có thể tạo ra các chi tiết bên ngoài của sản phẩm

 Thổi tự do:
Không khí cao áp thổi lên một tấm nóng thông qua một khẩu độ hình, kết quả hình
thành một bong bóng dạng hình bán cầu, mà không cần chạm vào mặt khuôn. Cả hai bề
mặt bên ngoài và trong luôn mịn màng và gần như không có khuyết điểm.

Trang 7 / 33



NHÓM 1 THERMOFORMING

Thông số kỹ thuật:





Tỷ số kéo
Nhiệt độ tạo hình
Vận tốc biến dạng
Áp suất thổi

Tỷ số kéo
- Là tỷ số giữa bề mặt mà tấm vật liệu chịu biến dạng, và bề rộng cố định của vật
liệu ban đầu, bằng H/W.
- Tỷ số này ảnh hưởng nhiều đến độ đồng đều của sản phẩm, và là yếu tố quyết
định phương pháp tạo hình.
- Trong phương pháp air pressure thì tỉ số này lên đến 1.5/1 > 0.5 nên độ đồng đều
bề dày sản phẩm là thấp.
- Chú ý : ngoài tỷ số kéo, độ đồng đều bề dày còn phụ thuộc vào hình dạng khuôn
và các góc cạnh.
Nhiệt độ tạo hình
- Khoảng nhiệt độ tạo hình là tương đối rộng. Nhiệt đột thấp nhất là nhiệt độ có
thể tạo được sản phẩm có hình vuông. Nhiệt độ cao nhất là nhiệt độ mà vật liêu
bắt đầu chảy võng xuống trên kẹp, hoặc nhiệt độ vật liệu bị biến dạng hoặc bị
chảy do phân hủy.
- Nhiệt độ gia công cũng ảnh hưởng đến bề dày của sản phẩm
- Khắc phục sự bất đồng đều trong bề mặt sản phẩm: Phương pháp đốt nóng có
tính đến hình dạng sản phẩm, tức là những điểm chịu ứng suất lớn sẽ được gia

nhiệt ít. Nhưng nhược điểm lại là tạo nên vết nứt trên bề mặt sản phẩn do sức
căng mà ứng suất gây ra khi nhựa được đốt nóng ít.
- Để gia nhiệt đến nhiệt độ gia công, ta thường dùng: đèn hồng ngoại đặc cách
nhựa 75 – 100 mm hoặc đốt nóng bằng dòng điện cao tần. Điện cao tần thì tạo
sản phẩm tốt, năng suất cao, nhưng lại kén vật liệu.
- Thời gian đốt nóng chiếm tới 50 – 80 % thời gian sản xuất.
Vận tốc biến dạng
- Tính chất vật liêu thay đổi theo nhiệt độ và vận tốc biến dạng. Trong quá trình
tạo hình các vị trí khác nhau sẽ có tốc độ nguội khác nhau, do đó ảnh hưởng đến
bề dày sản phẩm.

Trang 8 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

- Vật liệu mềm hơn khi tăng nhiệt độ hoặc giảm vận tốc biến dạng. Vậy nên nếu
kéo chậm sẽ gây ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm do hiện tượng nguội khi đang
kéo. Còn nếu kéo nhanh, các góc cạnh của sản phẩm sẽ bị mỏng do nhựa không
chảy kịp.
- Nếu sản phẩm yêu cầu độ dày mỏng thì phải kéo nhanh, do quá trình làm nguội
nhanh hơn. Và ngược lại với sản phẩm dày.
- Ví dụ : 7m/ phút đối với polyolefin, 25m/phút đối với celluloid và 30m/phút đối
với polycacbonat.
Áp suất thổi:
- Thường là 1,5 – 5 kg/cm2 và có thể gia tăng để tạo lực nén lớn.
3. Một số thiết bị:
Máy định hình giấy tấm (máy định hình đĩa giấy) tự động

Model:

MEKONG-JDZ40
Kích thước: 1300 L x 1000 W x 1750 H (mm)
Trọng lượng: 1000 ( kg )
Năng suất: 60-80 cái/phút
Công suất: 3 kW

Trang 9 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

Thông số kỹ thuật máy:
- Đường kính đĩa giấy : 4-9 inch
- Nguyên liệu: giấy, bìa , giấy ghép màng nhôm mỏng, giấy tráng PE hoặc các loại
giấy khác.
- Trọng lượng giấy : 300-600 gsm ( trọng lượng thuận lợi: 350-450 gsm )
- Năng suất : 60 - 80 cái/phút ( 2 trạm, thay đổi khuôn mẫu để làm kích thước khác
nhau)
- Nguồn điện: 3 kW / 220V / 50 Hz
- Áp lực khí : 0.8Mpa, không khí ra 1.5 m3/ phút (cần mua thêm máy nén khí)
- Trọng lượng máy: 1000 kg
- Kích thước máy: 1300mm×1000mm×1750mm
- Lượng khí tiêu thụ: 0,8 khối/phút
- Áp suất không khí : 0.6-0.8 Mpa
- Không khí đột xi lanh: 150mm
4. Nguyên liệu:
Nhựa nhiệt dẻo ở dạng tấm, các polime thường được gia công bằng phương pháp tạo hình
nhiệt là : ABS, PMMA, PETG, PVC…
 PMMA( poly methyl methacrylate)
Công thức cấu tạo


- PMMA có công thức phân tử: (C5O2H8)n
- PMMA la chất dẻo đi từ dẫn xuất của axit meta acrylic .
- PMMA (hay thủy tinh hữu cơ) là nhựa nhiệt dẻo, trong suốt, không màu, cứng, đàn hồi.
Là nhựa nhiệt dẻo nên dễ gia công theo các phương pháp khác nhau
- PMMA là polymer có cấu trúc vô định hình
- Nhiệt độ chảy mềm :1250C
- Điểm nóng chảy : 1600C
- Nhiệt độ thủy tinh hóa : 105oC

Trang 10 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

 PVC (polyvinyl clorua)
Công thức cấu tạo

-

-

Công thức phân tử : ( C2H3Cl)n
Tính chất : PVC là 1 loại nhựa nhiệt dẻo, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp
Vinylclorua
PVC ở dạng bột có màu trắng, hoặc màu vàng nhạt .
PVC sản xuất theo 2 phương pháp huyền phù và nhũ tương.
Nhiệt độ thủy tinh hóa: 87 oC
Nhiệt độ nóng chảy: 80 oC


5. Ứng dụng sản phẩm:
 Chụp đèn trang trí

Trang 11 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

 Khay đựng trứng gà

 Hộp đựng bánh trung thu

 Cửa chớp

 Khay thức ăn

Trang 12 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

 Sản xuất bao bì như : blister ( chỗ phòng rộp, bọt
khí,..), vỏ bọc (nắp vung), đồ gia dụng, điện, điện
tử, gờ , vùng lõm, chi tiết xoăn,...

 Ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm, sinh học và
trong công nghiệp.
Ưu điểm :
- Phương pháp này có lợi thế về chi phí khi tiến hành sản xuất nhỏ, chi phí khuôn rẻ.
- Cho nên với yêu cầu chất lượng sản phẩm không quá cao thì phương pháp thổi là tối

ưu.
- Phương pháp này thích hợp cho sản xuất vừa và nhỏ, giảm chi phí khuôn, quá trình này
không làm mài mòn khuôn, chi phí thiết bị thấp hơn injection.
- Tiết kiệm thời gian gia công đến 25 %.
II. Vacuum forming (Phương pháp hút chân không)
1. Giới thiệu:
Phương pháp này mở rộng hướng ứng dụng của phương pháp tạo hình bằng nhiệt
vì yêu cầu chỉ cần thiết bị đơn giản ngoài ra còn cho năng suất cao và sản phảm với
hình dáng khá đa dạng.
2. Công nghệ:
Các công đoạn của phương pháp này bao gồm:
 Cắt hình sơ bộ:
Từ nguyên liệu được các phương pháp gia công khác như cán,... để ra được bán
thành phẩm được cắt gọt cho có dạng tấm phẳng.
 Đốt nóng:
Vật liệu được đốt nóng đến trạng thái chảy mềm để tạo điều kiện thuận lợi cho
việc tạo hình ở công đoạn sau. Với những tấm nhựa dày trên 6mm dùng bộ gia nhiệt
đơn, với tấm dày trên 10mm dùng bộ gia nhiệt đôi.
 Tạo hình và làm nguội:
Ở công đoạn tạo hình ta đưa vật liệu đang ở trạng thái chảy mềm tới gần khuôn
sau đó sẽ dùng áp suất chân không đễ loại bỏ hết lượng khí bị mắc kẹt trong khoảng
không gian giữa tấm vật liệu và khuôn. Sau đó áp suất không khí phía bên kia thành
vật liệu (~14,7psi [101kPa]) sẽ làm cho bán thành phẩm tiếp xúc sát khuôn làm cho

Trang 13 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

nó có hình dáng của khuôn cho tới khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ chảy mềm

của nó.
 Lấy sản phẩm và hoàn tất:
Sau khi vật liệu được giữ ở hình dạng sản phẩm trong khoảng thời gian đủ lâu
nó sẽ chuyến từ trạng thái chảy mềm sang trạng thái rắn. Tiếp theo vật liệu được lấy
ra rồi đem đi tỉa các phần thừa và hoàn tất.
Có nhiều kỹ thuật tạo hình bằng chân không:
 Tạo hình trực tiếp bằng chân không:
Dùng chân không để tạo sự sai biệt áp suất 2 bên thành tấm vật liệu. Phương pháp
này cho ra sản phẩm có chi tiết bề mặt tốt. Tuy nhiên phương pháp này cho ra phế liệu khá
nhiều vì phải cắt bỏ các thành bên.
Phương pháp này thích hợp với các sản phẩm có tỷ lệ H/W (tỷ lệ kéo) bé, thường
dùng để sản xuất các sản phẩm có sự khác biệt trên bề mặt sản phẩm do việc nguội của vật
liệu khi tiếp xúc khuôn trước khi việc tạo hình hoàn tất, ví dụ như việc sản xuất các bản đồ
nổi, mặt búp bê,... với các loại nhựa như acrylic, celluloid, vinyl cứng,...
Tạo hình trực tiếp bằng chân không được sử dụng khi có yêu cầu cao về tính chất bề
mặt. Phần tấm nhựa ko chạm vào khung sẽ cong hơn so với phần nguyên mẫu. Trong quá
trình này một cái khuôn có khả năng hút chân không được làm ra với phần trên mở. Khuôn
được đưa tới tấm nhựa đang nóng sau đó hút chân không. Áp suất khí xung quanh sẽ gây
áp lục lên tấm nhựa tạo ra 1 vùng lõm xuống. Chân không càng nhiều thì phần lõm càng
lớn. Chỉ có vật liệu ở thành bị kẹp và ở chu vi của khuôn chân không chạm vào bề mặt
khuôn. Vì thế, phần lõm còn lại không bị vặn vẹo. Một con cảm biến điện tử thường được
dùng để điều khiển áp suất chân không và độ sâu của chi tiết.
Quá trình này được dùng để sản xuất những tấm nhựa lấy sáng, kính chắn gió, kính
cửa sổ hay là những sản phẩm khác . Những chi tiết nhỏ và phức tạp ko thích hợp với
phương pháp này.

Trang 14 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING


 Tạo hình kết hợp chày nóng hoặc khuôn hỗ trợ:
Để tránh các vết nhăn trên bề mặt sản phẩm do sụ làm nguội vật liệu tại tiếp điểm
nhanh hơn phần không tiếp xúc, người ta sử dụng chày nóng để tạo dáng sơ bộ. Phương
pháp này cho sản phẩm đều hơn và có thể sử dụng tỷ lệ kéo cao hơn tạo hình trực tiếp
bằng chân không.
o Dùng Male Mold-Snap back.
Đây là một cách thức khá phổ biến bởi khuôn hỗ trợ có thể sản xuất nhanh chóng và
không quá đắt. Khuôn hỗ trợ này sẽ được đưa đến tấm vật liệu đang nóng và định hình sơ
bộ tấm vật liệu. Áp suất chân không lập tức được tiền hành để hút vật liệu còn đang nóng
về phía khuôn chính. Một cảm biến điện tử sẽ được dùng để đo độ sâu của phần lõm
xuống. Sau đó khuôn phụ được đưa đến phần lõm này và áp phần khuôn phụ xuống đồng
thời áp suất chân không được đảo chiều làm cho vật liệu bị hút chặt vào bề mặt khuôn
ngay lập tức. Sau đó khuôn được lấy ra ngay để loại bỏ những những biến dạng không
mong muốn có thể gặp bằng quạt làm nguội.

o Female mold—plug assist.
Khi vật liệu nóng đưa tới thì chày nóng được sử dụng. Chày hỗ trợ này có thể được
làm từ gỗ hoặc syntactic foam (hỗn hợp composite của kim loại và polymer hoặc ceramic)
là những vật liệu có tính chất truyền nhiệt thấp. Khuôn phụ có hình dạng gần giống phần

Trang 15 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

khuyết của khuôn chính. Giữa khuôn chính và phụ phải cách nhau 1 khoảng gần 13mm.
Khuôn chính được nâng lên phía trên tấm vật liệu mà ko để cho tấm vật liệu đụng bề mặt
khuôn. Tiếp theo chày đươc đưa đến tấm vật liệu đang nóng rồi đẩy nó vào chỗ khuyết của
khuôn. Không khí kẹt ở trong cái khuôn chính sẽ làm cho tấm nhựa trồi xung quanh chày

khi nó bị nén. Và khi khuôn phụ tiến đến gần khuôn chính, nó dừng lại ngay khi chạm vào
đáy chỗ khuyết, ngay lập tức dùng hút chân không để chuyến tấm nhựa từ khuôn phụ sang
khuôn chính.
 Tạo hình chân không kết hợp khí nén:
Female mold—billow snap back. Khi không thể sử dụng kiểu chày như trên, một số
vật liệu cần dùng đến áp suất khí để có thể điều chỉnh được sau khi định hình sơ bộ tạo 1
phần lõm xuống. Phần lõm xuống này có độ sâu 75% so với phần khuyết của khuôn chính.
Sau đó áp suất khí đảo chiều thành chân không hút tấm vật liệu lên phần khuyết của
khuôn. Cách làm này cho ra độ dày phần đáy của chi tiết.

o Dùng Male Mold - Pillow Plug.
Cách thức này cũng giống như snap back nhưng khác ở chỗ khuôn phụ có thể điều
chỉnh áp suất được, khuôn phụ này sẽ làm cho vật liệu đang nóng phòng lên khỏi khuôn
phụ và tạo ra 1 vùng lồi. Độ cao ngoi lên của vật liệu sẽ bằng khoảng 75 % chiều cao
khuôn chính. Tiếp sau đó khuôn được đưa vào phần vật liệu nhô lên làm nó bám vào các
góc cạnh của khuôn cho tới khi khóa trục lại. Tiếp theo dùng chân không hút vật liệu để
vật liệu bám chặt vào toàn bộ bề mặt khuôn. Cách thức này tao ra vật liệu có độ dày đều

Trang 16 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

hơn snap back nhưng khó điều chỉnh các tính chất của sản phẩm hơn. Áp suất trong khuôn
phụ phải được điều khiển bằng cách xã van khi khuôn chính ép vào tấm vật liệu.
 Tạo hình chân không 2 lớp:
Tiến trình này dùng để tạo các chi tiết rỗng. Rất khó để tạo các chi tiết lớn và dày
với phương pháp này. Các thành phẩm của quá trình này là Pallet nhựa, túi khí lót trong
container và những chi tiết 2 lớp,.. những thứ cần khả năng chịu lực và có thể chứa khí. Để
thêm khả năng chịu lực, chi tiết twin-sheet có thể được lấp đầy bằng những tấm mút xốp

hoặc trong một số trường hợp có thể cho cả kim loại và gỗ trong quá trình tạo hình.
o Twin-sheet forming.
Trong quá trình này 2 tấm nhựa được đưa đến 2 phần khuôn đối diện nhau và được
hút chân không để định hình trong 2 khuôn riêng biệt. Sau đó 2 khuôn đóng chặt lại khi 2
tấm nhựa còn đang nóng. Áp suất của 2 khuôn ép 2 tấm nhựa lại tạo ra 1 sự liên kết rất bền
tương đương với khi được hàn nhiệt. Các khuôn được thiết kế để tạo ra sự kết nối trên bề
mặt xong quanh chu vi và ở các vùng được chọn của chi tiết tùy theo yêu cầu về sức chịu
đựng và hình dáng. Bề mặt tấm nhựa phải ở nhiệt độ tạo hình khi sự kết nối được diễn ra.
Quá trình phụ thuộc vào những thiết kế và cấu trúc dưới đây của khuôn:
 Phải có thiết bị blow pin để giải nhiệt bên trong.
 Các tiết diện tiếp xúc và bề mặt bên trong phải song song và dữ đúng khoảng cách
để vật liệu có thể di chuyển xuyên suốt quá trình nén.
 Một vài khuôn yêu cầu phải có thiết bị gia nhiệt bằng điện đằng sau những nơi tiếp
xúc bề mặt để giữ nhiệt độ và sẽ ảnh hưởng đến tính chất của mốt liên kết.
Tạo hình twin-sheet có thể làm với các vật liệu mỏng (0.010–0.060 in. [0.25–1.52 mm])
trong một băng chuyền con lăng liên tục và với 2 phương pháp trên 3 máy được thiết kế có
thể sử dụng vật liệu dày.

Trang 17 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

Các thông số kỹ thuật:
 Tỷ số kéo H/W:
- Biểu hiện tỷ số giữa bề mặt tấm vật liệu phải biến dạng và bề rộng cố định của tấm
vật liệu ban đầu.
- Tỷ số kéo ảnh hưởng rất nhiều đến độ đồng đều của sản phẩm và là 1 trong những
yếu tố quyết định phương pháp tạo hình.
- Ví dụ: với phương pháp tạo hình chân không trực tiếp nếu tỷ số kéo vượt quá 0,5

thì sự chênh lệch bề dày ở các vị trí khác nhau trên sản phẩm rất lớn, không thể
chấp nhận được dù có xừ lý bằng bất cứ cách nào. Ngược lại, với phương pháp tạo
hình kết hợp chày đẩy có giá trị tỷ số kéo là 1:1 nên bề dày sản phẩm sẽ đồng đều
hơn.
 Nhiệt độ tạo hình:
- Khoảng nhiệt độ tạo hình của phương pháp này đối với nhựa nhiệt dẻo là khá rộng.
Thấp nhất có thể tạo ra sản phẩm hộp vuông mà không có khuyết tật nhận thấy
bằng mắt thường. Cao nhất là khi miếng nhựa chảy võng xuống trên kẹp hoặc vật
liệu bị biến dạng.
- Nhiệt độ gia công cũng ảnh hưởng đến bề dày ở các điểm khác nhau của sản phẩm
và cả chất lượng sản phẩm. Khi gia công ở nhiệt độ cao sẽ có chất lượng cao hơn vì
giảm được ứng suất nội và ổn định kích thước hơn.
- Để đạt được sự đồng đều về bề dày sản phẩm, đôi khi người ta phải tính đến hình
dạng sản phẩm, trong đó điểm nào chịu ứng suất nhiều hơn trong quá trình gia công
sẽ được hơ nóng ít hơn. Tuy nhiên những sản phẩm này cũng ít được dùng vì phức
tạp và tạo các sức căng bề mặt trên làm sản phẩm dễ bị rạng nứt khi sử dụng.
- Để đốt nóng vật liệu đến nhiệt độ gia công, người ta thường sử dụng phương pháp
đốt nóng bể mặt với đèn hồng ngoại đặt cách tấm vật liệu từ 75 – 100 mm hoặc đốt
nóng bằng dòng điện cao tần. Việc đốt nóng bằng dòng điện cao tấn sẽ cho năng
suất cao và chất lượng sản phẩm tốt. Tuy nhiên phương pháp này kén vật liệu.
- Trong phương pháp tạo hình bằng nhiệt , thời gian gia công chiếm từ 50-80% thời
gian sản xuất vì thế việc lựa chọn phương pháp đốt nóng sẽ ảnh hưởng đến năng
suất lao động.
- Bộ gia nhiệt thường sử dụng tia hồng ngoại, sử dụng tấm nhôm phản xạ. Để đạt đc
kết quả tốt nhất của phương pháp này, cần chọn những loại vật liệu có sự gia nhiệt
đồng đều trên toàn bộ bề mặt và xuyên suốt bề dày của tấm vật liệu.
 Vận tốc biến dạng:
- Tính chất vật liệu thay đổi theo nhiệt độ và vận tốc biến dạng. Khi tăng nhiệt độ
hoặc giảm vận tốc biến dạng vật liệu sẽ trở nên mềm hơn.
- Trong quá trình tạo hình, thường các vị trí khác nhau trên bề mặt tấm vật liệu chịu

tác dụng của ứng suất khác nhau và tốc độ nguội khác nhau. Do đó, vận tốc biểu
diễn sẽ ảnh hưởng đến bề dày sản phẩm.
Trang 18 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

-

-

Việc lựa chọn vận tốc tạo hình thích hợp phụ thuộc vào nhiệt độ gia công và bề dày
tấm vật liệu. Nói chung, nếu kéo chậm sẽ gây hiện tượng xấu trên bề mặt do sự làm
nguội khi kéo, còn nếu kéo quá nhanh thì các điểm chịu ứng suất lớn hơn như các
góc cạnh sẽ bị mỏng do vật liệu không chảy kịp. Vật liệu mỏng thì cần kéo nhanh
hơn vật liệu dày vì quá trình làm nguội nhanh hơn.
Thực tế cho thấy vận tốc tạo hình biến thiên từ 7 m/phút đối với các loại nhựa
polyolefin (PE,PP), lên đến 25 m/phút với loại celluloid và 30 m/phút cho
Polycacbonat

Trang 19 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

3. Một số thiết bị:
COMPAC MINI

Trang 20 / 33



NHÓM 1 THERMOFORMING

300XQ:

4. Nguyên liệu:
- Về vật liệu sử dụng là những loại có thể hóa mềm dẻo hay chảy nhớt khi gia nhiệt,
hóa rắn khi làm lạnh và có thể lặp đi lặp lại nhiều lần sự thay đổi hình dạng do nhiệt
như vậy mà không thay đổi tính chất nhựa, điều này chỉ có thể là nhựa nhiệt dẻo mới
làm được.
- Nhựa nhiệt dẻo có 2 loại là vô định hình và bán kết tinh. Nhựa vô định hình ví dụ
như PS và ABS rất thích hợp cho phương pháp tạo hình bằng chân không vì chúng
không có nhiệt độ tạo hình tới hạn. Khi gia nhiệt vật liệu vô định hình mềm hơn và
biến dạng dẻo khi vật liệu đạt tới nhiệt độ chuyển thủy tinh,và nếu nhiệt độ tăng cao
hơn đến nhiệt độ chảy nhớt, sự thay đổi sẽ diễn ra trên một khoảng nhiệt độ và cho
phép tạo hình trên một khoảng nhiệt độ rộng.
Trang 21 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

- Vật liệu bán kết tinh có nhiệt độ tạo hình tới hạn xa hơn vì chúng chuyển từ nhiệt độ
chuyển thủy tinh sang nhiệt độ chảy nhớt khá nhanh, vì vậy khoảng nhiệt độ này được
xem là mốc nhiệt độ nóng chảy của vật liệu. Khi sử dụng vật liệu này cần chú ý điều
khiển nhiệt độ gia công.
- Về yêu cầu lý tưởng thì vật liệu sử dụng cho phương pháp này cần có những tính chất
như độ bền va đập cao (do sản phẩm tạo thành thường có độ dày thấp), độ bền nhiệt
cao (vì gia công chủ yếu dựa vào nhiệt độ cao) và độ co rút khi làm nguội thấp (điều
này cũng rất cần thiết vì sau khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn rất cần sản phẩm giữ
đúng kích thước khuôn như yêu cầu ban đầu, nếu co rút nhiều sẽ khiến cho thành

phẩm có độ dày kém đều). Để cải thiện sự ổn định của vật liệu khi gia nhiệt cần thêm
vào một số phụ gia để ngăn ngừa sự lão hóa khi gia nhiệt.
- Có nhiều loại vật liệu hút ẩm nên khi tạo hình xuất hiện những vết phồng rộp lồi lõm
trên bề mặt sản phẩm, mà những vết phồng rộp đó thường bị hiểu sai nguyên nhân là
do quá nhiệt. Vì vậy để tránh những hiện tượng không mong muốn trên cần phải làm
khô vật liệu trước khi tạo hình, nhiệt độ và khoảng thời gian làm khô phụ thuộc vào
loại vật liệu và độ dày tấm vật liệu.
- Những vật liệu được sử dụng phổ biến với phương pháp tạo hình bằng nhiệt với chân
không là: PS, ABS, PETS, PMMA, PP, PE, PVC, PC
 ABS: Cứng, độ bền cao đặc biệt được cải thiện độ bền va đập khi trộn hợp
với một ít hàm lượng cao su, kháng thời tiết tốt. Cần được làm khô trước khi
tạo hình do hút ẩm,độ co rút khoảng 0.3-0.8%.
 PMMA: nhựa có độ cứng cao, có thể gia công cắt gọt sau khi tạo hình, cần
được làm khô trước. độ co rút 0.3-0.8%.
 PS: Được sử dụng nhiều, dễ tạo hình, không thấm nước nên không cần phải
làm khô trước, độ bền va đập tương đối cao, độ co rút 0.3-0.5% (thấp hơn
ABS và PMMA)
 PC: cứng, trong suốt, độ bền va đập rất cao và chịu lửa tốt, cần được làm khô
trước, độ co rút sau làm nguội là 0.6-0.8%.
 PP: là nhựa bán kết tinh, khó tạo hình do tấm nhựa khó tránh khỏi bị cong
lún. Trơ hóa học, rát dẻo và độ hút ẩm thấp. Độ bền va đập rất cao. Nhiệt độ
tạo hình cao nhưng không cần làm khô. Độ co rút 1.5-2.2% (rất cao)
 PE: là nhựa bán kết tinh, kháng hóa chất tốt và độ bền rất cao, không cần làm
khô trước khi tạo hình, khó gia công, đặc biệt với bọt PE thì cần tạo hình ở
nhiệt độ thấp để tránh cháy xém bề mặt. Độ co rút rất cao, LDPE từ 1.63.0%, HDPE từ 3.0-3.5%.

Trang 22 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING




PVC: Bền, dai, kháng hóa chất và chống cháy, vật iệu cứng, bền va đập nên
được sử dụng ở ngoài trời nhiều. Không cần làm khô trước.
5. Ứng dụng sản phẩm:
- Phần lớn công nghệ tạo hình bằng nhiệt ứng dụng sản xuất bao bì và các tấm, vỏ
cho các máy móc thiết bị công nghiệp, dân dụng.
- Trong công nghiệp thực phẩm PS và PE được dùng nhiều làm các loại bao bì đóng
gói sữa chua, pho mát, hay thảo mộc, nấm, cà chua,…

- Bao bì đựng thuốc, vĩ thuốc.

- Bản đồ nổi

Trang 23 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

- ABS dùng làm vòm mái nhà lấy sáng, một vài bộ phận của nhà xe lưu động, tấm rào
điện.

- PMMA dùng làm thiết bị quang học phân phối ánh sáng.

III. Compression moulding ( Phương pháp dập- đúc )
1. Giới thiệu:
- Phương pháp dập - đúc là một trong những
phương pháp gia công chính để sản xuất các sản
phẩm nhựa ngay từ ban đầu của ngành công

nghiệp nhựa.
- Cơ sở của phương pháp dập - đúc là hỗn hợp
được gia nhiệt khoảng 149 oC trong khuôn cho
nhựa mềm ra. Nhựa được giữ nhiệt độ ở áp suất
13,8 – 27,6 Mpa trong thời gian thích hợp để xảy
ra quá trình polymer hoá hay tạo liên kết ngang
(cross-linking) và đóng rắn. Sau đó chi tiết được
đưa ra khỏi khuôn.

nhựa

Trang 24 / 33


NHÓM 1 THERMOFORMING

2. Công nghệ:
Có bốn yếu tố chính tạo nên sự thành công của quá trình dập - đúc :
 Lượng vật liệu
 Thời gian và kỹ thuật gia nhiệt
 Lực áp dụng cho các khuôn
 Thời gian và kỹ thuật làm mát
Các bước gia công:
o Gia nhiệt sơ bộ
- Gia nhiệt sơ bộ nhằm giàm thời gian của chu kì dập - đúc. Gia nhiệt sơ bộ có thề
thực hiện bằng tấm gia nhiệt, đèn hồng ngoại, nhưng tốt nhất là gia nhiệt với dòng
điện có tần số cao. Gia nhiệt ở 66 - 149 oC rồi chuyển nhanh vào trong khuôn. Gia
nhiệt sơ bộ phụ thuộc vào bản chất vật liệu nhựa, tốc độ truyền nhiệt và khả năng
gia nhiệt
o Đun nóng khuôn

- Khuôn luôn được duy trì ở nhiệt độ không đổi, tối ưu cho quá trình polymer hoá
của vật liệu tại mỗi chu kỳ. Dãi nhiệt độ 149 – 204 oC. Để hoạt động được tối ưu,
nhiệt được chuyển qua bề mặt khuôn, vùng trong của khuôn phải ổn định, sai số
±1,1 oC. Thường sử dụng điện để gia nhiệt cho khuôn, có các sensor nhiệt độ để
khống chế quá trình gia nhiệt.
- Có thể dùng hơi nước để gia nhiệt khuôn. Phương pháp này có ưu điểm là thu hồi
nhiệt nhanh vì hơi nước ngưng tụ ở vùng có nhiệt độ thấp, nhanh chóng toả nhiệt.
Nhưng khó duy trì dạng hơi trong khuôn. Khi cần nhiệt độ cao, cần áp suất rất cao.
- Ngược lại, dầu tuần hoàn có thể nâng nhiệt độ lên đến 204 oC hay cao hơn. Tuy
nhiên chi phí cao hơn so với dùng điện. Một số phương pháp đúc khác, cần duy trì
một nhiệt độ khi đóng rắn nhưng ở nhiệt độ thấp hơn khi lấy sản phẩm. Những
khuôn loại này cần có hệ thống gia nhiệt và làm mát, chu kỳ đúc sẽ dài hơn.
o Thoát khí
- Các loại nhựa phenolic, urea, melamine tạo khí trong quá trình đóng rắn, cần phải
thoát khí ra. Khí thoát ra qua các rãnh ở hai nửa khuôn và qua lỗ kim (ejection pin).
Để đảm bảo khí không bị giữ lại, khi bắt đầu đóng rắn, khuôn mở ra một ít khoảng
1-5 mm để thoát khí ra hết (quá trình này còn gọi là breathing hay bumping). Tốt
nhất, nên lập lại chu kỳ này. Thời gian bumping phụ thuộc vào loại vật liệu, kích
thước của chi tiết. Thoát khí cũng có thể xảy ra khi các chi tiết đã được đúc lại với
nhau.
o Cố định co ngót sản phẩm
- Sau khi lấy khỏi khuôn, sản phẩm vẫn còn nóng, chất dẻo chưa hoàn toàn đóng rắn.
Ứng suất trong sẽ gây biến dạng sản phẩm khi làm lạnh. Sản phẩm có các phần
mỏng, cần phải giữ cho đến khi nó được nguội hoàn toàn.

Trang 25 / 33